Struktur Atom dan Sistem Periodik Unsur

Struktur Atom dan Sistem Periodik UnsurKelompok 1Atifa Rahmi (1102867)Lelly Shelviyani (1105121)Nur Ayu Fitriani (1101979)Suhartini (1106554)

Mari Kita Pretest Jawablah pernyataan di bawah ini dengan jawaban benar atau salah. Kemudian sertakan juga alasan jawaban anda. Jawaban anda tidak akan berpengaruh terhadap prestasi atau pun kedudukan anda. Jadi, jawablah soal- soal di bawah ini sesuai kemampuan anda.

Setelah dilakukan berbagai percobaan dan eksperimen oleh para ahli, akhirnya diketahui bahwa hanya ada satu model atom yang benar.Atom memiliki volume dan kerapatan yang pastiAtom emas tidak memiliki warna emasMercury merupakan logam yang berbentuk cairan. Hal ini disebabkan oleh pembentuknya, atom mercury, yang berbentuk cair juga. Jari-jari atom dari atas ke bawah dalam SPU semakin banyak.Atom dalam keadaan padat memiliki sifat yang berbeda dari atom dalam keadaan uap

Soal :Kompetensi Inti dan Kompetensi DasarKompetensi IntiKI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya

KI 2 :Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.

KI 3 :Memahami ,menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.

KI 4 : Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.

Kompetensi Inti3.2Menganalisis perkembangan model atom

3.3Menganalisis struktur atom berdasarkan teori atom Bohr dan teori mekanika kuantum.

3.4Menganalisis hubungan konfigurasi elektron dan diagram orbital untuk menentukan letak unsur dalam tabel periodik dan sifat-sifat periodik unsur.

4.2Mengolah dan menganalisis perkembangan model atom.

4.3Mengolah dan menganalisis truktur atom berdasarkan teori atom Bohr dan teori mekanika kuantum.

4.4Menyajikan hasil analisis hubungan konfigurasi elektron dan diagram orbital untuk menentukan letak unsur dalam tabel periodik dan sifat-sifat periodik unsur.

Kompetensi DasarPeta Konsep dan Struktur MakroPeta KonsepStruktur MakroStruktur Atom dan Sistem Periodik Unsur

MATERIDi awal pertemuan, kita perlu sama kan persepsi dulu.......Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur tersebutApa itu atom?1. Pengertian AtomPerkembangan Model AtomModel Atom DaltonModel Atom ThomsonModelAtom RutherfordModel Atom BohrModel atom Mekanika Kuantum Kemudian, perlu juga disampaikan tentang...2. Perkembangan Model Atoma. Model Atom Dalton

Sumber: the-history-of-the-atom.wikispaces.comSumber: teoriatomkimia.blogspot.com1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.

2. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda.

3. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dansederhana. Misalnya air terdiri atas atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen.

4. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom- atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.b. Model Atom Thomson

Sumber: en.wikipedia.orgSumber: chem-is-try.orgAtom adalah bola padat bermuatan positif dan di permukaannya tersebar elektron yang bermuatan negatifc. Model Atom Rutherford

Sumber: emjepe.blogspot.comSumber: kimia.upi.edu

Sumber: Sunarya, Yayan.2009 : 22Atom adalah bola berongga yang tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilinginya. Inti atom bermuatan positif dan massa atom terpusat pada inti atom.Sumber: chemed.chem.purdue.educhemed.chem.purdue.edu

d. Model atom Bohr

Sumber: en.wikipedia.orgSumber: mfyeni.wordpress.comAtom terdiri atas inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.

Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke yang lain dengan menyerap atau memancarkan energi sehingga energi elektron atom itu tidak akan berkurang. Jika berpindah lintasan ke lintasan yang lebih tinggi, elektron akan menyerap energi. Jika beralih ke lintasan yang lebih rendah, elektron akan memancarkan energi.

c. Kedudukan elektron-elektron pada tingkat-tingkat energi tertentu yang disebut kulit-kulit elektron.e. Model atom Mekanika Kuantum

Partikel- partikel Penyusun Atom3. Partikel- partikel Penyusun Atom4. Nomor Atom dan Massa AtomDi sisi lain, siswa juga perlu mengetahui istilah...5. Isotop, Isobar, dan Isoton6. Orbital Elektron dan Bilangan Kuantum

Orbital adalah daerah yang mempunyai kemungkinan besar ditemukannya elektronOrbital Elektron dan Bilangan KuantumUntuk menyatakan letak elektron dalam tingkat energi tertentu digunakan tiga bilangan kuantum yang saling berhubungan.

Bilangan Kuantum Utama (n)Bilangan Kuantum Azimut (l)Bilangan Kuantum Magnetik (m)Bilangan Kuantum Spin (s)

6. Orbital Elektron dan Bilangan Kuantuma. Bilangan Kuantum Utama (n)Fungsi dari bilangan kuantum utama untuk menyatakan ukuran kabut orbital dan tingkat energi elektron. Semakin besar nilai n, makin besar pula tingkat energi elektron dan ukuran orbitalnya.n= 1,2,3,4

Kulit ElektronKLMNOPQn1234567Elektron maksimum281832507298Sumber tabel : Buku Kimia Kelas XI Penerbit Pirantib. Bilangan Kuantum Azimut (l)Bilangan kuantum azimut berfungsi untuk menentukan bentuk ruang orbital dan menunjukkan subkulit elektron.

l = 0,1,2,3, (n-1)

Subkulit atom mempunyai lambang s(l=0), p(l=1), d(l=2), f(l=3), dan seterusnya.

Contoh n = 2 l = 0 l = 1

KulitNilai nNilai lSubkulitK101sL20, 12s, 2pM30, 1, 23s, 3p, 3dN40, 1, 2, 34s, 4p, 4d, 4f

Sumber tabel dan gambar : Buku Kimia Kelas XI Pienerbit Pirantic. Bilangan Kuantum Magnetik (m)Bilangan kuantum magnetik berfungsi untuk menunjukkan orbital dengan tingkat energi sama, tetapi orientasi orbital dalam ruang berbeda.

Contoh:Untuk l = 0 maka m = 0Untuk l = 1 maka m = -1, 0, +1Untuk l = 2 maka m = -2, -1, 0, +1, +2

Nilai m = -l sampai +ld. Bilangan Kuantum Spin (s)Bilangan kuantum spin menggambarkan rotasi elektron pada sumbunya sendiri nilainya diberi harga atau . Dengan demikian, dalam satu orbital terdapat maksimum dua elektron.

Bilangan kuantum spin nilainya tidak bergantung pada ketiga bilangan kuantum utama, azimut, dan magnetik.

a. Orbital s

Sumber: Buku BSE Kimia7. Bentuk Orbitalb. Orbital p

Sumber: Buku BSE Kimia

c. Orbital d

Sumber: Buku BSE KimiaContoh soalApa yang dimaksud dengan bilangan kuantum utama (n), azimut (l), magnetik (m) dan spin (s)?Suatu elektron berada pada orbital 4f. Berapa harga bilangan kuantum yang mungkin untuk n, l, m, dan s?Jika n=3, berapa harga bilangan kuantum l, m, dan s?8. Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron merupakan susunan elektron-elektron dalam kulit-kulit atau subkulit-subkulit.

a. Pengertian

Kotak-KotakGaris-Garisb. Pedoman Penulisan Konfigurasi Elektron

1) Aturan AufbauPengisian orbital dimulai dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang tinggi.

Contoh :

PenyederhanaanUntuk penulisan konfigurasi elektron yang mempunyai jumlah elektron besar dapat dilakukan penyederhanaan dengan menuliskan simbol dari unsur gas mulia yang mempunyai nomor atom di bawahnya, diikuti dengan penulisan kekurangan jumlah elektron setelah gas mulia tersebut.

2) Aturan HundElektron-elektron dalam orbital-orbital suatu subkulit cenderung untuk tidak berpasangan. Elektron-elektron baru berpasangan apabila pada subkulit itu sudah tidak ada lagi orbital kosong.

Contoh:

3) Larangan PauliTidak boleh terdapat dua elektron dalam satu atom dengan empat bilangan kuantum yang sama. Dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth, dan magnetik yang sama dalam satu orbital, harus mempunyai spin yang berbeda.

4) Penyimpangan Konfigurasi ElektronPenyimpangan pengisian elektron ditemui pada elektron yang terdapat pada orbital subkulit d dan f

Orbital dorbital yang setengah penuh (d5) atau penuh (d10) bersifat lebih stabil dibandingkan dengan orbital yang hampir setengah penuh (d4) atau hampir penuh (d9), maka satu atau semua elektron pada orbital s (yang berada pada tingkat energi yang lebih rendah dari d) pindah ke orbital subkulit d.

Orbital fOrbital f mengalami penyimpangan dalam pengisian elektron disebabkan oleh tingkat energi orbital saling berdekatan hampir sama. Penyimpangan ini berupa berpindahnya satu atau dua elektron dari orbital f ke orbital d.

Elektron ValensiElektron valensi adalah elektron-elektron yang menghuni kulit terluar dari suatu atom, yaitu kulit yang paling jauh dari inti atom.Unsur-unsur yang mempunyai jumlah elektron valensi yang sama akan memiliki sifat kimia yang sama pula.

Contoh:

B. Sistem Periodik Unsur

MATERI

1. Periode dan GolonganPeriode berisi unsur-unsur dalam baris horizontal. Golongan berisi unsur-unsur dengan kolom vertikal.

Penempatan unsur dalam satu perioda didasarkan kepada kesamaan jumlah tingkat energi yang ditempatielektron sedangkan penempatan unsur dalam satu golongan didasarkan kepada kesamaan jumlah elektron valensi (jumlah elektron yang terdapat pada kulit terluar)

Contoh:

jadi unsur Na terdapat dalam golongan IA, periode 3

Unsur-unsur golongan A disebut unsur-unsur utama. Unsur-unsur golongan B disebut unsur-unsur transisi, atau transisi deret pertama. Unsur-unsur logam berada dalam golongan IA sampai IIIA dan unsur transisi, unsur-unsur bukan logam berada dalam golongan VA sampaiVIIIA.

2. Sifat-Sifat Periodik UnsurSifat-sifat unsur yang berhubungan dengan letak unsur dalam tabel periodik disebut sifat periodik. Sifat periodik terdiri dari sifat atomik dan sifat fisisSifat atomik meliputi : jari-jari atom, energi ionisasi, keelektronegatifan, dan afinitas elektron.Sifat fisis meliputi; massa jenis/kerapatan, titik leleh, titik didih, dan daya hantar kalor atau listrik

Sifat periodik yang akan di bahas di kelas X hanya sifat atomika. Jari-jari atomJari-jari atom menyatakan jarak dari inti atom terhadap elektron pada kulit terluar. Jari-jari atom juga menunjukkan ukuran suatu atom.

Gambar. Jari-jari atomSumber : http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2010/0800190/Andri_Rahadiansyah_0800190/materi_ajar_jari-jari_atom.html48

Gambar. Jari-jari atom segolongan

Jari-jari atom seperiode

Sumber:http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2010/0800190/Andri_Rahadiansyah_0800190/materi_ajar_jari-jari_atom.html

(a)(b)Penjelasan jari-jari atom:Dalam satu perioda jari-jari atom dari kiri ke kanan semakin kecil. Hal ini disebabkan jumlah kulit yang diisi elektron sama, tetapi jumlah elektron yang mengisi kulit terluar semakin banyak maka gaya tarik elektron terluar terhadap inti atom semakin besar pula yang mengakibatkan jarak inti atom terhadap elektron kulit terluar semakin dekat sehingga jari-jari atom semakin pendek.

Sebaliknya dalam satu golongan jari-jari atom dari atas ke bawah semakin besar kerena dalam satu golongan jumlah kulit yang diisi elektron semakin banyak sehingga jarak inti atom terhadap elektron terluar semakin jauh.

Gambar. Kecenderungan jari-jari atom dalam SPUSumber : http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2010/0800190/Andri_Rahadiansyah_0800190/materi_ajar_jari-jari_atom.htmlB. Energi Ionisasi

Gambar. Energi ionisasiSumber : http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2010/0800190/Andri_Rahadiansyah_0800190/materi_ajar_energi_ionisasi.htmlEnergi ionisasi adalah energi yang diperlukan suatu unsur dalam fasa gas untuk melepaskan satu atau lebih elektron pada kulit paling luar.

Gambar. Hubungan energi ionisasi dengan nomor atomSumber : http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_kuantum/atom1/periodisitas/Penjelasan energi ionisasi:Dalam satu perioda (dari kiri ke kanan) energi ionisasi semakin besar, hal ini disebabkan adanya gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kuat (karena jari-jari atom semakin pendek) maka energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron semakin besar. Sebaliknya dalam satu golongan dari atas kebawah, energi ionisasi semakin kecil. Hal ini sebagai akibat dari makin jauhnya jarak inti atom terhadap elektron terluar maka energi yang diperlukan untuk melepas elektron semakin kecil.

Gambar. Energi ionisasi pertama unsur-unsur dalam sistem periodik unsur (kj/mol)Sumber : http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2010/0800190/Andri_Rahadiansyah_0800190/materi_ajar_energi_ionisasi.htmlc. Keelektronegatifantingkat kesukaran suatu unsur (dalam fasa gas) untuk menarik suatu elektron dalam membentuk ikatan kimia disebut keelektronegatifan (elektronegatifitas).

Penjelasan keelektronegatifan:Tidak ada sifat tertentu yang dapat diukur untuk menetukan/membandingkan keelektronegatifan unsur-unsur. Energi ionisasi dan afinitas elektron berkaitan dengan besarnya daya tarik elektron. Semakin besar daya tarik elektron semakin besar energi ionisasi, juga semakin besar (semakin negatif) afinitas elektron. Jadi, suatu unsur (misalnya fluor) yang mempunyai energi ionisasi dan afinitas elektron yang besar akan mempunyai keelektronegatifan yang besar.Semakin besar keelektronegatifan, unsur cenderung makin mudah membentuk ion negatif. Semakin kecil keelektronegatifan, unsur cenderung makin sulit membentuk ion negatif, dan cenderung semakin mudah membentuk ion positif.

d. Afinitas Elektron

Energi yang dibebaskan saat suatu atom (dalam fasa gas) menarik suatu elektron untuk menjadi ion negatif disebut afinitas elektron.Gambar. Grafik kecenderungan afinitas elektron 20 unsur pertama dalam SPUSumber : http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2010/0800190/Andri_Rahadiansyah_0800190/materi_ajar_afinitas_elektron.htmlPenjelasan afinitas elektron:Afinitas elektron dalam satu perioda semakin besar (bertanda negatif berarti membebaskan energi) karena jarak inti terhadap elektron yang akan ditarik semakin dekat.sedangkan dalam satu golongan afinitas elektron semakin kecil karena selain jarak inti atom terhadap elektron yang akan diterima semakin jauh, juga akibat gaya tarik menarik muatan inti dengan elektron-elektron yang ada dalam lapisan dalam sehingga mengurangi gaya tarik inti terhadap penambahan suatu elektron.

Gambar. Harga Afinitas Elektron Beberapa Unsur (kJ)/mol)Sumber: http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2010/0800190/Andri_Rahadiansyah_0800190/materi_ajar_afinitas_elektron.htmlMISKONSEPSIMiskonsepsiMiskonsepsiFaktaHanya ada satu model atom yang benarBelum dapat dipastikan model atom mana yang pasti benar karena ilmu pengetahuan tentang model atom hingga saat ini hanyalah sebatas teori. Ilmu pengetahuan sifatnya relatif, bisa jadi benar dan bisa jadi salah.Atom bersifat keras seperti bola billiard, atom tembaga keras seperti tembaga, atom emas berwarna seperti emas, atom mercury adalah cairanSifat atom tidaklah sama dengan sifat benda besar. Sifat benda besar muncul dari gabungan banyak atom. Hingga saat ini tidak ada yang dapat menjelaskan sifat fisik dari atom itu sendiri karena belum ada yang dapat melihatnya.Atom mempunyai elektron yang berputar mengelilinginya seperti planet mengelilingi bintangIni adalah teori atom Bohr. Teori ini sudah dipatahkan oleh teori atom modern. Pengetahuan tentang model atom hingga saat ini hanyalah sebatas teori, jadi masih besar kemungkinan untuk menemukan berbagai kesalahan.Atom adalah benda hidup karena mereka bisa bergerakCiri- ciri makhluk hidup bukan saja bergerak, tetapi masih banyak yang lain. Dapat bergerak bukan berarti ia hidup. Selain itu,yang perlu diingat, tidak ada yang tahu persis bentuk sebuah atom, semua baru hanya sebatas teori.Jari-jari atom dari atas ke bawah dalam SPU semakin banyak; Dalam teori mekanika kuantum (teori atom terbaru), jari- jari atom ditentukan oleh jumlah elektron dan proton yang dimiliki oleh sebuah atom. Jari- jari atom dari atas ke bawah dalam SPU semakin besar. KESULITAN BELAJAR

Umaida, Nurul. 2009. Studi Kesulitan Belajar dan Pemahaman Konsep Struktur Atom pada Siswa SMA Negeri 8 Malang. Skripsi, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (1) Drs. Ida Bagus Suryadharma, M. S., (2) Drs. Supardjito

Tingkat kesulitan paling besar yang dialami siswa dalam memahami pokok bahasan struktur atom pada Subkonsep Perkembangan Teori Atom meliputi: penentuan eksperimen yang mendukung teori atom Thomsonpenentuan konsep yang mendasari teori atom Modernpenentuan pengertian orbital atom

Pada Subkonsep Partikel Dasar Penyusun Atom meliputi:

penentuan sifat-sifat electronpenentuan eksperimen yang mendasari ditemukanya protonpenentuan definisi nomor massamenghitung massa rata-rata dari isotop-isotop suatu unsur sebesarpenentuan kelimpahan isotop berdasarkan massa atom relative

Pada Subkonsep Konfigurasi Elektron meliputi:

penentuan konfigurasi elektron dari ion negatif

penentuan definisi elektron valensi.

Siswa sulit membayangkan struktur atomSiswa sulit menghubungkan struktur atom dengan fenomena sehari-hariSiswa sulit membayangkan bentuk orbital dalam tiga dimensiSiswa sulit memahami konfigurasi elektron

s